טכנולוגיה

אם נאס"א תחליט להשתמש ברקטות פרטיות במשימה הקרובה לירח, היא תשנה את כל תעשיית החלל

סוכנות החלל האמריקאית נאס"אנחשבת כחלופה למאיץ ה- SLS הכבד שלה, אשר פותח לפחות בעשור האחרון, הרעיון להשתמש במוביל מסחרי כדי להשיק את המשימה החשובה ביותר עבור הסוכנות לשלוח את החללית אוריון סביב הירח בשנה הבאה. ההחלטה יכולה להיות לא רק גורלית עבור המשימה המיועד, אבל באופן כללי יכולה להיות השפעה רצינית על איך משימות חלל שאפתני יבוצע לתוך חלל עמוק בעתיד, על פי הפרסום באינטרנט The Verge.

התמריץ של סוכנות "האף החזק" לצדאוריינטציה מסחרית עשויה להיות רצון למלא את הבטחתו להם על פי לוח הזמנים של השיגור המתוכנן, מפרסם את הפרסום. השלמת הפיתוח של מערכת ההשקה הכבדה של החלל (מערכת ההשקה של החלל, SLS) תידרש זמן רב מהצפוי מהסוכנות, ולכלי התקשורת לא יהיה זמן להתכונן לקראת ההשקה המתוכננת ביוני 2020. במקביל, יש כבר מוכנים מוכנים פתרונות מסחריים בשוק כי הם מוכנים לטוס לירח עכשיו.

עבור נאס"א, שינוי תוכניות בכל מקרהלהוכיח להיות בחירה קשה. אחרי הכל, הסוכנות תצטרך לבחור לא אחד, אבל שני כלי שיגור, כך במקרה הזה את המשימה באופן כללי ניתן לתרגם למציאות. בנוסף, יהיה צורך לפתח טכנולוגיות ושיטות חדשות עבור עגינה חללית מסוימים שבלעדיו רעיון זה יכול להיות נזרק ישירות לתוך סל.

במילים אחרות, התהליך יחייב הרבהזמן ומאמץ, ובמקביל לא להבטיח כי הכל יהיה מוכן לשנה הבאה, אף אחד לא יכול לתת. עם זאת, אם הסוכנות תחליט לנקוט צעד כזה, אז על ידי פעולותיה היא תוכל להוכיח את היעדר הצורך להשתמש רקטות יקר במיוחד עבור יישום מוצלח של משימות שטח שאפתניות למרחב עמוק - יהיה קל יותר להסתמך על ספקים קומפקטי יותר, ביצוע מספר שיגורים בכל פעם.

משיכת חלל

על פי התוכניות הנוכחיות למשימה הקרובה, נאס"אבשנה הבאה, הוא רוצה לשלוח שני חלליות סביב הירח בטיול בן שלושה שבועות: הספינה הריקיה אוריון (בעתיד היא תשמש חללית מאוישת), וכן מודול שירות אירופי גלילי עם מערכות כוח ותמיכה בחיים עבור הספינה. זה ייקח הרבה דלק טילים כדי להתגבר על כוח המשיכה, להביא את שני ההתקנים למסלול כדור הארץ ולשלוח אותם לירח. עם זאת, קיבולת SLS מספיקה כדי לשלוח את שני המודולים ליעד בתוך השקה אחת.

אם נאס"א תחליט להשתמש במשלוח"גישה מסחרית" לירח, יהיה עליך להשתמש בשני ספקים מסחריים, שכן רקטה פרטית חזקה מספיק, המסוגלת להתמודד עם משימה זו בבת אחת, פשוט לא. כיום, הטילים המסחריים האמריקאיים החזקים ביותר הם Falcon Heavy מ - SpaceX ו - Delta IV Heavy מ - Alliance Launch Alliance. שני הספקים בהחלט מרשימים, אבל אפילו הם לא להשוות עם היכולות כי SLS יהיה כאשר הוא הושלם לבסוף.

במקרה זה, אחד המוביל ישמש.להשיק את החללית אוריון ואת מודול השירות האירופי למסלול ליד כדור הארץ, שם הם משתהים זמן מה. רכב ההשקה השני ישמש למסירה לאוריון ולמודול שירות משיכת החלל. פעם אחת במסלול זה, משיכה זו, מצוידת עתודות דלק משלה ומנועים, יהיה המזח עם אוריון, לאחר שהתחילו את המנועים, ימשוך את שני כלי הרכב לעבר הירח.

"זה דומה למכונות חקלאיות,משיכת קרוואן או ציוד מיוחד. רק במקרה זה אנחנו מדברים על מודול נפרד שהוא מערכת הנעה ", אמר The Verge Dallas Bienhoff, ראש חברת החלל הפרטית Cislunar Space Development Company, המפתחת טכנולוגיות למשימות בחלל העמוק.

רעיון דומה של משיכת החלל היהשפותחה במאה האחרונה. לדוגמה, נאס"א החלה לחקור את הרעיון הזה בשנות השישים והשבעים כ"שיטה מבטיחה להאצת חלליות אחרות ". השימוש בו יכול לשנות את הגישה למשימות החלל מאוישות, אשר לא השתנה במשך עשרות שנים.

"אחת הסיבות שבסופו של דבר הובילהההתפתחות האמריקאית של מערכת השקת החלל טמונה בעובדה שאנחנו רגילים לקבל את המטען המרבי האפשרי בתוך שיגור אחד ", מוסיף בינהוף, שעבד גם על טכנולוגיית משיכת החלל בבואינג.

עם זאת, גישה זו מסובכת מאוד את ההשקה. כוח המשיכה של כדור הארץ חזק מאוד. לכן, להביא ציוד כבד מאוד לחלל דורש הרבה אנרגיה (לקרוא - הרבה דלק טילים). שיגור כמות גדולה של דלק מחייב שימוש ברקטות גדולות. וככל שהטיל עצמו גדול יותר, כך נדרש יותר דלק כדי להביא את המטען למסלול קרוב לאדמה. זהו מעגל קסמים אמיתי.

מצגת אמנותית של רקטת ה - SLS העתידית

ככל שהרקטות גדלות וגדולות,הייצור שלהם ההשקה הופך יקר יותר. וזה רק אחת הבעיות העיקריות של SLS החדש SLS. רק אחד הפיתוח שלה בעשור האחרון, נאס"א הוציא יותר מ -14 מיליארד דולר. במקרה זה, המוביל עדיין לא מוכן. ברגע שזה יקרה, צפוי כי הסוכנות תוכל להפעיל את זה לא יותר מאשר פעמיים בשנה, שכן העלות של כל שיגור יהיה כ 1 מיליארד דולר. לשם השוואה, ההשקה של נושאת פרטית של כבד כבד כבד דלתא IV עולה על 350 מיליון דולר, ואת עלות ההשקה של אותו Falcon כבד מתחיל עם סכום נמוך מ -100 מיליון דולר. גם אם שניהם נשאו יחד, העלות אפילו לא להתקרב SLS ההשקה מחיר בכל מקרה.

בהקשר זה, השימוש במשיכות חללתאפשר גם לנאס"א לחסוך הרבה כסף בעתיד. לדוגמה, אם הסוכנות מחליטה להשתמש משיכה כדי לספק חללית לירח, אז זה יכול להיות חזר חזרה למסלול ליד כדור הארץ פשוט השאיר שם. כאשר זה נחוץ שוב - רק תדלוק ושימוש חוזר.

הרכבה בחלל

כמובן, עבור גישה זו לעבודה, נאס"איש צורך לפתח מערכת עגינה חדשה עם משיכות כאלה. בשימוע שנערך בסנאט אמר ראש הסוכנות, ג'ים בריידנשטיין, כי במתכונתו הנוכחית, לקפסולת אוריון אין את היכולות הטכניות לעגון במשיכות חלל ", ולכן מעתה ועד יוני 2020, נאס"א תצטרך לפתח מערכת עגינה ".

ובכל זאת הטכנולוגיה כי יהיה צורךכדי ליישם מערכת כזו אינה חדשה. לדוגמה, החללית הרוסית סויוז, אשר מועבר על ידי צוותים חדשים ל- ISS, כבר משתמש במערכת עגינה אוטומטית במשך זמן רב. במסגרת השקת המבחן הראשונה של החללית דרקון הצוות, SpaceX גם הוכיח את היכולת לעגן עם התחנה במצב אוטומטי, באמצעות מערכת של חיישנים לייזרים כדי לגשת בבטחה את ה- ISS עגינה השער.

"מערכת LIDAR וטכנולוגיה חזון המכונה,אשר היו בשימוש על ידי חללית צוות הדרקון עבור עגינה אוטומטית עם ה- ISS הם טכנולוגיות וציוד שניתן להרכיב מותקן על החללית ישירות בחלל ", אמר אנדרו ראש, ראש Made in Space, שפיתחה מדפסת 3D עבור כי היה נבדק על הלוח ISS.

העגינה הראשונה של החללית SpaceX צוות הדרקון מן ה- ISS, שנערך ב -4 במרץ 2019

יש אפשרות אחרת כי יהיה לפשט את המשימה שלנסיגה של חללית כבדה למסלול. לפחות בעתיד. שאלת הצורך להשתמש בטילים גדולים יכולה להיפתר על ידי הרכבת ציוד בחלקים במרחב. במקום לשלוח כמה ציוד מגושם בשיגור אחד, יהיה קל יותר לבצע כמה שיגורי שטח של טילי מטען קטנים יותר (ועלות) עם מספר מטענים, ולאחר מכן לשים את כל החלקים יחד במסלול. אותה גישה (לפחות חלקית) ניתן להשתמש באסיפה של חללית. בנוסף, נאס"א כבר הצליחה להתמודד עם הבעיות של הרכבת חלליות גדולות מאוד ואת מיקומן בתוך הרקטה. קחו לפחות את אותו מצפה כוכבים בחלל של הדור החדש של "ג'יימס ווב", אשר לא ממש מתאים לרכב השיגור, אשר יצטרך להעביר אותו לחלל. המכשיר התברר כל כך גדול ומורכב, כי זה היה צריך להיות מופעל בתוך PH בצורת מקופל, ולאחר מכן נפרסו בחלל במשך שבועיים. ואם משהו לא בסדר, הטלסקופ לא יכול לעבוד בכלל, לשים קץ לפרויקט בשווי של כמעט 10 מיליארד דולר, אשר למעשה אין אפילו זמן להתחיל.

כאשר ניתן להרכיב שטחהתקנים ישירות בחלל, כמו גם את השימוש בטכנולוגיה של ייצור תוסף, אין צורך הרכבה הראשונית של כלי רכב על כדור הארץ.

"הפצת העומס על מספר התחלות וולאחר מכן באמצעות ייצור חלל וטכנולוגיות הרכבה, נוכל באמת ליצור כלי חלל באופן רווחי יותר מנקודת מבט כלכלית ", אמר ראש.

סיכונים וקשיים

כל השינויים האלה בהחלט דורשים מחיר שלהם. ולא רק מבחינה כספית. עגינה אוטומטית הרכבה בחלל, על פי ברידנשטיין, עדיין נושאת עם זה סיכונים גדולים מדי עבור נאס"א.

"שימוש במערכת עגינה מיוחדתחללית מאוישת בחלל עם האפשרות לתנועה נוספת לכיוון הירח מוסיפה מורכבות לא רצויה וסיכונים של שליחות עתידית ", כתב ראש הסוכנות בנאום פתוח לצוות נאס"א.

בנוסף, ההשקה של ציוד בחלקים שלההרכבה נוספת בחלל למשימה אחת בלבד פירושה שיגור טילים מרובים, שאצלם גורמים רשמיים האחראים למשימות אלו עשויים שלא להסכים. לדברי כמה מומחים ופקידים, מספר שיגורים להגביר את הסיכון של כישלון מוחלט של המשימה - אם אחד השיגור נכשל, המשימה כולה תהיה בסיכון.

השימוש ברכבי השיגור המסחריים הוא גםלא בהכרח יפתור את כל הבעיות. נכון לעכשיו, מהנדסים בודקים את החללית אוריון באמצעות סימולציות מחשב מבוסס על העיצוב הנוכחי של הרכב SLS ההשקה. כדי לשנות את הווקטור בכיוון של כלי שיגור מסחריים, הם יצטרכו לדחות את העבודה הזאת ולהתחיל לבצע סימולציות חדשות לגבי רכבי שיגור מסחריים חדשים. בנוסף, זה יהיה לשנות לחלוטין את ציר הזמן של הטיסה, אשר בתורו ידרוש זמן נוסף כדי להתכונן. לעשות את כל זה בשנה ויש לי זמן ההשקה המתוכננת היא משימה בלתי אפשרית.

"בעת שינוי תוכנית הטיסה, זה יהיה בהכרחבהתחשב בעובדה כי כל ספקים מסחריים אינם מושווים עם SLS, כמעט כל העבודה שנעשתה לפני יהיה חסר תועלת. במקרה זה, השקתו של אוריון ביוני 2020 לא באה בחשבון ", אמר אחד העובדים של לוקהיד מרטין העובד על החללית של אוריון.

אתה יכול לדון במאמר שלנו Telegram-chat.